基坑處理及強夯施工技術(shù)設(shè)計探討
時間:2022-06-17 15:01:14
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[摘要]在當(dāng)前基坑工程項目中,特別對于高填方項目,基坑處理主要的技術(shù)手段是強夯法。通過現(xiàn)場施工、理論分析對強夯施工技術(shù)進行研究,建立了一種強夯的技術(shù)體系及其施工方法,主要得出以下研究成果:(1)研究了強夯的技術(shù),總結(jié)了夯擊能和夯擊次數(shù),形成了夯擊方案;(2)研究了強夯設(shè)計參數(shù),確定夯擊次數(shù)、夯擊點的布置及有關(guān)注意事項;(3)研究了強夯的施工過程,確定了施工流程,提出了在施工測量、夯點放樣、夯點作業(yè)的注意事項;(4)根據(jù)工程經(jīng)驗,總結(jié)了技術(shù)要點和注意事項,保證了現(xiàn)場施工的順利進行。
[關(guān)鍵詞]強夯施工;基坑處理;夯擊參數(shù)
1工程概況
高功率芯片生產(chǎn)項目位于濟南市高新北區(qū),原為章丘區(qū)濟南鋼鐵集團總公司農(nóng)場。該項目場地平整,普遍被第四系松散堆積物覆蓋,地貌單元屬山前平原地貌單元。清表后自然地坪標(biāo)高為19.500~20.600m,地下水位標(biāo)高為18.500m,并且有魚塘、藕池和一條河溝(有水)。設(shè)計廠區(qū)地坪標(biāo)高為23.000m,整個廠區(qū)需要回填2.5~3.5m,根據(jù)有關(guān)報告,第②層粉細(xì)砂具有液化性,因此使用強夯的方法對土進行加固處理,并使土的液化消除或減小。
2強夯設(shè)計方案
2.1強夯部署
(1)暫未填土區(qū)域:強夯分為2層,對原土層進行強夯達到消除液化的目的,根據(jù)現(xiàn)場試夯確定的夯沉量,分多層填土,至場地設(shè)計標(biāo)高以上60cm,再采用強夯對填土進行加固處理。進行2次夯擊,滿夯、點夯各1遍;考慮強夯施工對樁基的影響,CUB動力廠房樁基要先開工。對于藕池、魚池以及溝渠清淤換填后至原地面標(biāo)高(絕對高程約19.500~20.200m)后,根據(jù)暫未填土區(qū)域強夯方案進行強夯。(2)已填土區(qū)域:采用分層填土的方式,夯擊次數(shù)為2遍,包括滿夯1遍、點夯1遍。
2.2試夯
根據(jù)有關(guān)工程經(jīng)驗在施工區(qū)域內(nèi)隨機選取4個試夯區(qū),大小為0.2m×0.2m,用來確定相關(guān)參數(shù)。首先使用夯擊能為3000kN·m的點夯夯擊8次;然后采用夯擊能為1000kN·m的滿夯夯擊3次,搭接面積為1/4錘印面積;直到最后連續(xù)2次的夯擊沉降量必須均小于5cm,并且地面沒有異常。
2.3強夯施工機具
(1)起重機械。結(jié)合工程的質(zhì)量要求以及施工工藝規(guī)定,確定合理的起重設(shè)備型號。根據(jù)工程的需要,確定使用W501履帶式起重機。(2)夯錘。根據(jù)工程需要,選擇使用鋼夯,結(jié)構(gòu)平面為圓形。(3)錨系設(shè)備。該設(shè)備主要是門夾。(4)其他。包括應(yīng)用推土機、電焊機等。
3強夯設(shè)計參數(shù)設(shè)計
3.1原地表強夯設(shè)計
(1)設(shè)計采用強夯對原地表進行加固處理,主要目的是消除第②層粉細(xì)砂的液化。進行2次夯擊,包括滿夯、點夯各1次;(2)采用夯擊能大小為3000kN·m的點夯,夯點布置為400cm×400cm;(3)根據(jù)試驗點夯的次數(shù)不少于8次;(4)采用夯擊能大小為1000kN·m的滿夯3次,搭接面積大小為1/4錘印面積;(5)如果夯擊施工的振動對周圍產(chǎn)生影響時,應(yīng)進行監(jiān)測,并采取防振措施。夯點布置如圖1所示。4m4m4m4m4m4m(a)(b)圖1原地表強夯設(shè)計及其參數(shù)(a)夯點布置示意;(b)滿夯布置示意。
3.2填土后強夯設(shè)計方案
(1)分層填土至場地設(shè)計標(biāo)高以上60cm(根據(jù)現(xiàn)場試夯確定的夯沉量決定),采用強夯對表層填土進行加固處理。強夯處理設(shè)計夯擊遍數(shù)為2遍,包括點夯1遍、滿夯1遍;(2)采用夯擊能選用3000kN·m的點夯,夯點布置為350cm×350cm;(3)采用夯擊能為1000kNm·的滿夯,不大于3次,搭接面積大小為1/4錘印面積;(4)當(dāng)夯擊施工的振動對周圍產(chǎn)生影響時,應(yīng)進行監(jiān)測,并采取防振或隔振措施。夯點布置如圖2所示。
4強夯施工方案
(1)施工測量:強夯施工前后各測量1次高程,計算沉降量,反映強夯前后產(chǎn)生的場地平均沉降量。(2)夯點放樣:根據(jù)設(shè)計在施工區(qū)域內(nèi)標(biāo)記位置選用合適的方式進行標(biāo)記,方便施工。(3)夯點作業(yè):是一個基本作業(yè)程序的重復(fù)循環(huán)過程。每次作業(yè)必須由專業(yè)人員記錄并計算沉降量,滿足要求時,可進行下一循環(huán)作業(yè)。主夯點作業(yè)程序,如圖3所示。
5強夯法施工技術(shù)要點
5.1準(zhǔn)備階段
在對厚層軟土地基使用強夯法施工前,必須保障施工環(huán)境的清潔性,清除雜質(zhì),以免影響施工有效性。做好土工測試,若發(fā)現(xiàn)規(guī)格不達標(biāo)情況必須及時調(diào)整。通常土工測試采用抽樣方式,測定干密度、含水量的數(shù)據(jù),以此來判別夯實效果。
5.2平整場地
預(yù)壓施工次數(shù)至少應(yīng)該在2次以上。為使設(shè)備正常通行,可以修建臨時道路,保證設(shè)備順利入場,進而可以保證機械設(shè)備正常進入到現(xiàn)場中進行施工。同時,應(yīng)合理設(shè)置基礎(chǔ)排水設(shè)施,保證施工地區(qū)中不存在積水。
5.3夯點和行距布置
強夯施工過程中,夯點距離由試驗數(shù)據(jù)進行確定,并根據(jù)有關(guān)規(guī)范設(shè)計夯點位置。找1個穩(wěn)定的點作為控制點,進行準(zhǔn)確的夯點控制,保證位置精度達標(biāo)。
5.4強夯遍數(shù)
強夯遍數(shù)確定中,首先要從壓縮量、土質(zhì)以及沉降等參數(shù)方面入手,綜合分析各種影響因素之后確定強夯遍數(shù)。通常來說,施工區(qū)域中的土顆粒越細(xì),則強夯遍數(shù)應(yīng)該越多。含水量過大,應(yīng)適當(dāng)增加強夯遍數(shù)。在施工完成之后需要檢測沉降量參數(shù),達到技術(shù)要求后方能進行后續(xù)施工。
6注意事項
根據(jù)土的特性強夯法在施工過程中應(yīng)注意時間間隔,根據(jù)土層的性質(zhì),確定間歇期。當(dāng)土的滲透性較差時,間隔時間在15~20d,當(dāng)土的滲透性好,可連續(xù)夯擊。必須進行試夯,特別是大的項目,選擇有代表性的地方,來確定相關(guān)參數(shù),試夯的評價參數(shù)包括地基孔隙比變化、最后2次擊夯沉量、夯擊次數(shù)、總夯沉量、每擊夯沉量。在強夯法實施時,振動會使已經(jīng)夯實的土層周圍部分出現(xiàn)不同程度松動現(xiàn)象。因此在最后1次夯擊后可再次低能級夯擊1次。若滿夯參數(shù)設(shè)定不合理,在后期工程檢驗階段可發(fā)現(xiàn):相較于下層土而言,厚度大的表層土密實程度較差。滿夯操作時,土體側(cè)向變形程度更強,表層更容易松散,可通過增加夯擊次數(shù)、縮短落錘距離、降低夯錘質(zhì)量的方式提升夯實質(zhì)量。通常夯填材料松散可幫助更便捷地將夯坑間積水有效排除,但施工現(xiàn)場仍需設(shè)置水泵、集水井、排水溝等設(shè)備設(shè)施,將因強夯法振出的積水及時處理,幫助地基消散固結(jié)。
7結(jié)束語
通過對基坑處理中強夯施工技術(shù)的研究,建立了一種強夯的技術(shù)體系及其施工方法,其主要研究結(jié)論如下。(1)研究了強夯的技術(shù),總結(jié)了強夯部署,確定了在未填土和已經(jīng)填土區(qū)域的夯擊次數(shù);定了試夯的夯擊能和夯擊次數(shù),形成了夯擊方案。(2)研究了強夯設(shè)計參數(shù),總結(jié)了原地表強夯和填土后強夯的相關(guān)數(shù)據(jù),確定夯擊次數(shù)夯擊點的布置、夯擊次數(shù)以及注意事項。(3)分析了強夯的施工過程,確定了施工流程,提出了在施工測量、夯點放樣、夯點作業(yè)的注意事項。(4)根據(jù)工程經(jīng)驗總結(jié)了技術(shù)要點和注意事項,保證了現(xiàn)場施工的順利進行。
參考文獻
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作者:劉雨婷 單位:山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院